ஒலி

ஒலி (Sound) என்பது பொதுவாக காதுகளால் கேட்டு உணரக்கூடிய அதிர்வுகளைக் குறிக்கும். அறிவியல் அடிப்படையில் ஒலி என்பது "அழுத்த மாற்றம், துகள் நகர்வு, அல்லது துகள்களின் திசைவேகம் ஆகியவை விரிந்து கொடுக்கக்கூடிய ஓர் ஊடகத்தில் பயணித்தல்"^[1] ஆகும். அதிர்வுகள் வளிமம் அல்லது நீர் போன்ற ஊடகம் ஒன்றினூடாக காதுகளுக்குப் பயணித்து, அங்கு நரம்புக் கணத்தாக்கங்களாக மாற்றப்பட்டு மூளைக்கு அனுப்பப்படும்போது, மூளையினால் அந்தக் கணத்தாக்கங்கள் ஒலியாக உணரப்படும். உடலியங்கியல், மற்றும் உளவியலில், காதுகளால் கேட்டுணரக்கூடிய பொறிமுறை அலைகளை உருவாக்கும் அதிர்வுகளைப் பெறுதலும், அவற்றை மூளையினால் உணர்தலுமே ஒலி எனப்படுகிறது.^[2]

ஒலி அலைகள்

ஒலி அலைகள் ஒரு பொருளின் அதிர்வினால் உண்டாகின்றவை. மனிதனின் கேட்கும் திறனின் எல்லை கிட்டத்தட்ட நொடிக்கு 20 அதிர்வுகளிலிருந்து 20,000 அதிர்வுகள் ஆகும்^[3]. 20 அதிர்வுகளைவிடக் குறைவாயின், அது அக ஒலி அல்லது தாழ் ஒலி (infrasound) எனவும், 20000 அதிர்வுகளைவிட அதிகமாக இருந்தால் அது மிகை ஒலி அல்லது மீயொலி (ultrasound) எனவும் அழைக்கப்படுகின்றது. ஏனைய விலங்குகளின் கேட்கும் வீச்சு எல்லை வேறுபட்டதாக இருக்கும்.

ஒரு பொருளின் ஒவ்வொரு அதிர்வும் காற்றில் ஒலி அலைகளை உருவாக்குகிறது. காற்றின் ஊடே பயணம் செய்யும் போது ஒலி அலைகள் அளவிலும், வடிவத்திலும் ஒளி அலைகளையே ஒத்துள்ளன. கடினமான மலை போன்ற பகுதியை நோக்கிச் செல்லும் ஒலி அலைகள் அதைத் தாக்கி மேற்கொண்டு செல்ல இயலாமல் மீண்டும் தோன்றிய பகுதிக்கே வரும். இந்த எதிர்ச் செயற்பாடுதான் ‘எதிரொலி’ என அழைக்கப்படுகிறது.

தாழ் ஒலி

தாழ் ஒலி என்பது குறைவான அதிர்வெண் கொண்ட ஒலி எனக் குறிப்பிடப்படும். அதாவது 20 ஹெர்ட்ஸ் அல்லது வினாடிக்கு 20 சுழற்சியைக் காட்டிலும் அதிர்வெண்ணில் குறைவாக இருக்கும் ஒலி. மனிதர்கள் சாதாரணமாக கேட்கக்கூடிய வீச்சு எல்லையைவிடக் குறைந்த அளவில் இருக்கும் ஒலி ஆகும். அதிர்வெண் குறைந்து செல்லும்போது, படிப்படியாக கேட்கும் உணர்திறனும் குறைந்து செல்லும். எனவே மனிதர்கள் தாழ் ஒலியை உணரவேண்டுமாயின், ஒலி அழுத்தமானது போதிய அளவுக்கு அதிகரித்து இருக்க வேண்டும். தாழ் ஒலி, 20 ஹெர்ட்ஸ்க்கு கீழே உள்ள ஒலியை உள்ளடக்கியது. செவியுணராத் தாழ் ஒலி அதிர்வெண்ணானது (infrasonic) 0.1 ஹெர்ட்ஸ் வரை, அரிதாக 0.001 ஹெர்ட்ஸ் வரை செல்லலாம். இந்த அதிர்வெண் வீச்சு பூமியதிர்ச்சிகளைக் கண்காணிக்கவும், பூமிக்குக் கீழே உள்ள பாறைகள் மற்றும் பெட்ரோலியம் அமைப்புகளை ஆய்வு செய்யவும், இதய இயக்கவியல் துறையிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

மிகை ஒலி

மிகை ஒலி என்பது செவியுணர்வு வீச்சு எல்லையைத் தாண்டிச் செல்லும் அளவுக்கு அதிகமான ஒலியாகும். பொதுவாக இது 20000 ஹேர்ட்ஸ்-ஐ விட அதிகமானதாகும். மிகவும் இரைச்சலான ஒலி, 80 டெசிபலுக்கு மேற்பட்ட ஒலி, 'ஒலி மாசு' எனப்படுகிறது. இதனால், நம்முடைய அன்றாட வாழ்க்கையானது பெரிதும் பாதிக்கப்படுகிறது. ஒலி மாசடைவதற்குக் கீழ்க்கண்டவைகள் முக்கிய காரணமாக அமைகின்றன. தொழிற்சாலை இரைச்சல், சாலை போக்குவரத்து இரைச்சல், விமான இரைச்சல், இரயில் இரைச்சல், அக்கம் பக்கம் மற்றும் வீட்டின் ஒலி போன்றவைகள்.

ஒலியின் அளவானது டெசிபல் (dB)முறையில் அளவீடப்படுகிறது. கேட்பதின் ஆரம்ப நிலை 0 dB

மோட்டார் சைக்கிள் (30அடி) 88 dB

சலசலவென ஒலி 20 dB

உணவு அரைக்கும் கருவி (3அடி) 90 dB

சிறிய முணுமுணுப்பு (3அடி) 30 dB

பாதாளத் தொடர் 94 dB

இரைச்சலற்ற வீடு 40 dB

டீசல் வண்டி (30அடி) 100 dB

இரைச்சலற்ற தெரு 50 dB

அறுவடை இயந்திரம் (3அடி) 107 dB

சாதாரண உரையாடல் 60 dB

காற்றழுத்த முறையில் இயங்கும் கடாவு ஆணி (3அடி) 115 dB

காரின் உள்ளே 70 dB

சங்கிலி ரம்பம் (3அடி) 117 dB

சப்தத்துடன் பாட்டு (3அடி) 75 dB

அதிக சத்தத்துடன் கூடிய நடனம் 120 dB

மோட்டார் வண்டி (25அடி) 80 dB

ஜெட் விமானம் (100அடி) 130 dB

மிகை ஒலியால் ஏற்படும் பாதிப்புகள்

அதிக ஒலி அலை அதிர்வினால் கேட்கும் திறன் உணர்வு குறைகிறது. தொடர்ந்து அதிகரிக்கும் போது மனிதனின் கேட்கும் திறனானது பாதிக்கப்படுகிறது. இரைச்சலினால் மனிதனின் அனச்சுரப்பி, நரம்பு, செரிமானம் மற்றும் இரத்த நாடி போன்ற தொகுதிகள் பாதிக்கிறது. இரைச்சலானது மனிதனின் உணர்வுகள் மற்றும் செயல்கள் போன்றவற்றை பாதிக்கிறது. கோபம், மன அழுத்தம் மற்றும் அதிக இரத்த அழுத்தம் போன்ற அறிகுறிகள் ஒலி மாசுபாட்டினால் மனிதனுக்கு ஏற்படுவையாகும். மேலும், மனிதனுக்கு உடலில் சோர்வும், தலைவலியும் ஏற்படுகின்றது. தொழில் சம்பந்தப்பட்ட இரைச்சலினால் சோர்வு, தலைவலி, உற்பத்தியில் இழப்பு மற்றும் கேட்கும் திறனில் மந்தம் போன்றவை ஏற்படுகின்றது. இதன் விளைவானது பாதிக்கப்படும் மனிதனின் வயது, பாலினம் மற்றும் கேட்கப்படும் திறனின் காலம் போன்றவற்றை பொருத்து அமைகிறது. போக்குவரத்து: மோட்டார் வண்டிகள், பேருந்துகள், இரயில் வண்டி மற்றும் விமானம் போன்றவற்றின் இரைச்சல் மனிதனுக்கு கேடு விளைவிக்கின்றது. அதிக நகர மக்கள் இருக்கும் இடங்களில், இதன் தாக்கம் அதிகமாகவே இருக்கின்றது .

ஒலி அலையின் பண்புகள் மற்றும் சிறப்பியல்புகள்

ஒலி அலைகள் சைன் வளைவு அலைகளை ஒத்ததாகும். அலையெண்,ஒலி அழுத்தம்,ஒலியின் செறிவு,ஒலியின் வேகம்.

ஒலி அலைகள் அதிர்வெண் (Frequency), செறிவு (Intensity), சுரம் (Pitch), தரம் (Quality) ஆகிய பண்புகளை உடையது . அதிர்வு எண் என்பது ஒரு நொடியில் ஏற்படும் ஒலி அலைகளின் எண்ணிக்கை. ஒலி அதிர்வு எண் அலகு: ஹெர்ட்ஸ். நம் காதுகள் கேட்கவல்ல ஒலி அதிர்வு எண் 20 முதல் 20 ஆயிரம் ஹெர்ட்ஸ் வரை. 20 ஆயிரம் ஹெர்ட்ஸ் அளவுக்கு மேற்பட்ட ஒலி, மீ ஒலி அலைகள் (ultrasonic waves) என கூறப்படுகிறது. வவ்வால்களுக்கு மீ ஒலியை கேட்கும் சக்தி உண்டு. வவ்வால்களின் அதிகபட்ச மீ ஒலி கேட்புத்திறன், அதிர்வு எண் 40 ஆயிரம் ஹெர்ட்ஸ். டால்பின் உருவாக்கும் மீ ஒலி அலை அதிர்வு எண் ஒரு லட்சம் ஹெர்ட்ஸ். 20 ஹெர்ட்ஸுக்கு கீழ் அதிர்வு எண் கொண்டவை குற்றொலி அலைகள் (infrasonic waves ) எனப்படும். குற்றொலி அலைகளை கேட்கும் திறன் கொண்ட விலங்கு யானை. ஒலிச்செறிவின் அலகு டெசிபல். ஒலிச்செறிவு என்பது ஒலியின் சப்தத்தை குறிக்கிறது. டெசிபல் அலகு மடக்கை அளவு கோலை அடிப்படையாக கொண்டது. 10 டெசிபலைவிட 20 டெசிபல் 100 மடங்கு சப்தமானது. முணுமுணுத்தல் என்பது 20 டெசிபல். ஒரு சாதாரண உரையாடலின் ஒலிச்செறிவு 65 டெசிபல். ஆண் குரலை, பெண் குரலில் இருந்து வேறுபடுத்துவது ஒலிச்சுரம். ஒவ்வொருவரின் ஒலிச்சுரமும் வேறுபடலாம். ஆண் குரலைவிட, பெண் குரலுக்கு சுரம் அதிகம். ஓர் அறையில் எதிரொலி கேட்க வேண்டுமானால் அறையின் நீளம் குறைந்தபட்சம் 17 மீட்டர் இருக்க வேண்டும். மழை காலத்தில் காற்றில் ஈரப்பதம் அதிகம் இருப்பதால் நீண்ட தொலைவுக்கு ஒலியைக் கேட்கமுடியும்.

ஒலி பரவும் முறை

அனைத்து ஒலிகளும் தான் செல்லும் ஊடகத்தில் உள்ள மூலக்கூறுகளை அதிர்வுறச் செய்கிறது. அதன் மூலம் ஒலி பரவுகின்றது. மத்தளத்தை தட்டியவுடன், மத்தளத்தின் தோல் அதிர்வுறுகின்றது. அத்தோலில் ஏற்படும் அதிர்வுகள் காற்றில் உள்ள மூலக்கூறுகளையும் அதிர்வுறச் செய்கின்றன. அம்மூலக்கூறுகள் நம் செவியில் உள்ள சவ்வுகளை அதிர்வுறச் செய்து காது அதிர்வு எலும்புகளால் அவை இசையாக மாற்றப்படுகின்றன. இசையும் அதிர்வுகளின் வெளிப்பாடே ஆகும். ஒழுக்கான அல்லது சீரான அதிர்வுகள் இசையை உருவாக்குகின்றன. ஒழுங்கற்ற அல்லது சீர் இல்லாத ஒலி அதிர்வுகள் இரைச்சலை உருவாக்குகின்றன.

ஒலியின் சுருக்கம் மற்றும் செறிவின்மை

ஒலி மூலக்கூறுகளில் இரண்டு பாகங்கள் உள்ளன. அவை,

ஒலியின் சுருக்கம் மற்றும்
ஒலியின் செறிவின்மை.

ஒலியின் சுருக்கம் என்பது மூலக்கூறுகள் அதிர்வுகள் ஏற்படும் போது ஒன்றுடன் ஒன்று மோதிக்கொள்வதைக் குறிப்பதாகும். ஒலியின் செறிவின்மை என்பது மூலக்கூறுகள் அதிர்வு ஏற்படும் போது ஒன்றுடன் ஒன்று விலகிச் செல்வது ஆகும். ஒலியின் சுருக்கம், மற்றும் செறிவின்மை மூலக்கூறுகளில் ஏற்படும் எதிர் எதிர் வினைகளாகும். ஒரு சிறு ஒலி அதிர்வுகளில் ஏராளமான ஒலியின் இவ்விரு பிரிவுகளும் காணப்படும்.

ஒலியின் வேகம்

ஒலி திட, தின்ம, மற்றும் வாயு நிலைகளிலும் பயணிக்க வல்லது ஆகும். ஆனால் ஒலியால் வெற்றிடத்தில் பயணிக்க முடியாது. ஏனெனில் ஒலி பரவ மூலக்கூறுகள் அவசியமாகும். இதன் காரணமாகவே விண்வெளியில் ஒருவருக்கு ஒருவர் பேச முடியாது ஆகும். ஒலி செல்லும் ஊடகத்தின் இயற்பியல் பண்புகளும், சுற்றுப்புற நிலைமைகளும் ஒலியின் வேகத்தை மாற்றியமைக்கின்றன. ஒலி பரவும் பகுதியில் உள்ள வெப்பமும் ஒலியின் வேகத்தில் மாற்றத்தை ஏற்படுத்த கூடியது ஆகும். ஒலி காற்றை விட நீரினில் அதி வேகமாக பயணம் செய்யக்கூடியவை ஆகும். இவற்றை விடவும் ஒலி அரக்கு, கல் போன்ற திட பொருட்களில் வேகமாக பயணம் செய்யக்கூடியது ஆகும். காற்றில் செல்லும் ஒலியின் வேகத்தை வெப்பம் மாற்றும். ஒலி 20 °C (68 °F) வெப்பத்தில், கடல் மட்டத்தில், காற்றில் விநாடிக்கு 343 மீட்டர் (1,230 அடி) அளவு பயணம் செய்யவல்லது ஆகும். 20 °C வெப்பமுள்ள நன்னீரில் ஒலியின் வேகமானது விநாடிக்கு 1482 மீட்டராக இருக்கும். இரும்பு எஃகில் ஒலியின் வேகம் விநாடிக்கு 5960 மீட்டராக இருக்கும். இவற்றிலிருந்து ஒலி செல்லும் ஊடகத்தில் உள்ள மூலக்கூறுகளின் அடர்த்தி அதிகரிக்க ஒலியின் வேகமும் அதிகரிக்கும் என்பது தெளிவாகின்றது.

அடர்த்தி மற்றும் சுருதி

சுருதி(Pitch) என்பது ஒலியின் உயர் மற்றும் தாழ் மட்டங்களைக் குறிப்பதாகும்.இதுவே மனிதர்கள் வெவ்வேறு அதிர்வெண்ணில் கேட்க வழிவகைச் செய்வது ஆகும். அதிர்வெண் என்பது ஒரு விநாடிக்கு ஏற்படும் அதிர்வுகளின் எண்ணிக்கையாகும். ஒரு பியானோவின் உயர் மட்ட ஒலி பொத்தான் விநாடிக்கு நான்காயிரம் அதிர்வுகளை ஏற்படுத்தவல்லதாகும். இதனை நான்காயிரம் ஹெர்ட்ஸ் அல்லது நான்கு கிலோ ஹெர்ட்ஸ் என்று குறிப்பிடுவர். ஹெர்ட்ஸ் என்பது ஒலியின் அலகு ஆகும். இசைகருவிகளில் ஒரு குறிப்பு ஏற்படுத்தும் ஒலியினை விட அடுத்த குறிப்பின் ஒலி இருமடங்கு அதிர்வெண்ணை உருவாக்கவல்லது ஆகும். ஒலியின் அடர்த்தி என்பது ஒரு சதுர கிலோமீட்டரில் உள்ள ஒலியின் ஆற்றல் ஆகும். ஒலி அலையில் ஏற்படும் மிகப் பெரிய வீச்சே(Amplitude) அவ்வொலியின் அதிகபடியான அடர்த்தியினை கொண்டு இருக்கும். ஒலியின் அடர்த்தி என்பது அவ்வொலியை ஏற்படுத்தும் பொருளை முன்னிட்டே அமையுமாகும். ஒலியின் அடர்த்தி ஒலி வந்து அடையும் தூரத்தினை பொருத்தும் மாறுபடும் ஆகும்.தூரத்தினைப் பொருத்து மாறுபடும் ஒலியின் அடர்த்தியை கணக்கிட தலைகீழ் சதுர விதி(Inverse Square Law) பயன்படுகிறது. தலைகீழ் சதுர விதியின் அடிப்படையில் ஒலியினை உருவாக்கும் பொருளுக்கும் கேட்கும் இடத்திற்கும் இடையே உள்ள தொலைவு என்பது இருமடங்காகும் போது, அவ்வொலியின் அடர்த்தி கால் மடங்காக குறையும்.

டெசிபல்

டெசிபல் என்பது ஒலியினை அளக்கப் பயன்படும் அலகு ஆகும். 0.000000000001 W/m2 என்பது ஒரு டெசிபல் ஆகும். டெசிபல் எண் பத்தாக அதிகரித்தால் அவ்வொலியின் அடர்த்தி பத்து மடங்காக அதிகரிக்கும். எனவே ஒலி 1 W/m2 ஆக இருக்கும் போது அதன் அடர்த்தி 120 dB ஆக மாற்றப்படும். கேட்கும் அதிகபட்ச ஒலியானது, ஒலியின் அடர்த்தி, ஒலியின் அதிர்வெண், மற்றும் ஒரு நபரின் கேட்கும் திறனைப் பொறுத்தது ஆகும்.

கேட்கக்கூடிய ஒலி

கேட்கக்கூடிய ஒலி என்பது மனிதர்கள் கேட்கக்கூடிய ஒலியாகும். இவ்வொலியின் அதிர்வெண் 20 ஹெர்ட்ஸ் முதல் 20 கிலோஹெர்ட்ஸ் ஆகும். இவற்றிற்கு குறைவான அதிர்வெண் கொண்ட ஒலி அலைகள் தாழ் ஒலி (infrasonic) என்றும், இவற்றிற்கு அதிகம் அதிர்வெண் கொண்ட ஒலி அலைகள் மிகை ஒலி (ultra-sonic) என அழைக்கப்படுகின்றன. இவை இரண்டும் கேளா ஒலிகளாகும். இவற்றை மனிதர்கள் கேட்க முடியாது, ஆனால் வெளவ்வால் மற்றும் டால்பின் ஆகிய விலங்குகளால் கேட்க முடியும். மனிதர்களால் 1000 ஹெர்ட்ஸ் முதல் 6000 ஹெர்ட்ஸ் இடையே உள்ள ஒலியை சிறப்பாக கேட்க முடியும். வயதானவர்களால் கேளா ஒலியிலும் சில பகுதியினை கேட்க முடியும்.

டாப்ளர் விளைவு

ஒருவர் ஒலியின் மூலத்தை நோக்கி செல்லும் போது ஒலியின் அடர்த்தி அதிகமாகும். அதே போல் ஒலியின் மூலம் ஒருவரின் அருகில் வரும் போதும் ஒலியின் அடர்த்தி அதிகரிக்கும். ஒருவர் ஒலியின் மூலத்தை விட்டு விலகி செல்லும் போது ஒலியின் அடர்த்தி குறையும். அதே போல் ஒலியின் மூலம் ஒருவரை விட்டு விலகும் போதும் ஒலியின் அடர்த்தி குறையும்.

ஒலியின் பண்புகள்

ஒளியலைகளைப் போல் அல்லாமல் ஒலியலைகள் பரவ ஓர் ஊடகம் தேவைப்படுகிறது. எவ்வாறு ஒளியலைகள் திருப்பவும் விலக்கவும்படுகிறதோ அதே போல் ஒலியலைகளும் திருப்பவும் விலக்கவும்படுகின்றன. இணைதல், விளிம்பு மாற்றம் போன்ற பிற ஓளியியல் பண்புகளும் ஒலியலைகளுக்கும் உள்ளன. இவையே ஒலியலைகளின் பண்புகள் ஆகும்.

அதிர்வெண், அலைநீளம், வீச்சு, மற்றும் திசைவேகம் ஆகியன ஒலியின் பண்புகளாகும். ஒலி அலைகளின் பெரும இடப்பெயர்ச்சி வீச்சு எனப்படும்.

இவற்றையும் பார்க்கவும்

மேற்கோள்கள்

↑ Olson (1957) cited in Roads, Curtis (2001). Microsound. MIT. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-262-18215-7.
↑ Fundamentals of Telephone Communication Systems. Western Electrical Company. 1969. p. 2.1.
↑ "The Nature of Sound". The Physics Hypertextbook. பார்க்கப்பட்ட நாள் 10 சூன் 2017.

வெளி இணைப்புகள்

[1] Olson (1957) cited in Roads, Curtis (2001). Microsound. MIT. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-262-18215-7.

[2] Fundamentals of Telephone Communication Systems. Western Electrical Company. 1969. p. 2.1.

[3] "The Nature of Sound". The Physics Hypertextbook. பார்க்கப்பட்ட நாள் 10 சூன் 2017.

[1]

[2]

[3]